3.4K Views
•
06:52 min
•
February 6th, 2021
DOI :
February 6th, 2021
•0:04
Introduction
1:14
Propellant Sample Installation
2:48
Test Instrumentation Setup
3:52
Data Acquisition and Test Cleanup
5:05
Results: Representative Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant Test
6:03
Conclusion
Transcript
CRASH-P-testen kan bruges til kvantitativt at evaluere den langsomme cook-off reaktionsvold af raketbrændstofmidler i meget mindre skala end de nuværende testmetoder. Testen er en billigere og hurtigere metode til screening raket drivmidler for deres langsomme cook-off vold end de nuværende fuld-skala test. Det er svært at gennemføre fuldskala slow cook-off test i de tidlige stadier af raket drivmiddel udvikling.
CRASH-P-testen kan give meget af denne kritiske information tidligt i formuleringsprocessen. Testen er hurtig og billig nok til, at mange af de underliggende spørgsmål, der involverer kemiske kinetik af raketbrændstof ingredienser under langsom cook-off kan udforskes mere detaljeret end nogensinde før. CRASH-P-testen kræver erfaring med termisk væskeinstrumentering samt opsætning af dataopsamling med høj hastighed til temperatur- og trykmålinger.
En visuel demonstration af denne metode kan være nyttig, da opsætning af diagnostisk udstyr og placering af prøven kan være vanskelig med skriftlig instruktion alene. Scott Sumner, en forskningsingeniør fra vores laboratorium, demonstrerer proceduren med Christopher Gray. Til installation i drivmiddelprøven skal prøveholderen føre til crash-P-prøveholderen for at forsegle prøven og derefter bolte den forseglede prøve fast til stålplanken, der er fastgjort til kammerhætten på CRASH-P-testen for at holde prøven i midten af kammeret.
Placer et af de termiske par fra det elektriske gennemførings gennemføringssted inde i drivmiddelprøveholderen for at fange eventuelle eksoterme reaktioner. Placer en anden Thermo par på stål planke pegede op til at registrere lufttemperaturen inde i CRASH-P kammer. Placer en lille mængde RTV, hvor det termiske par kommer ind i drivmiddelprøveholderen for at forsegle blænden.
Når prøven er sikret, skubbes kammerhætten ind i kammerets krop. Brug en cylindrisk stang til helt tråd og stramme fastholde hovedet på kammeret og bruge en tonehøjde på ni tråde per tomme sæt skruer hex bolt til at installere 7 / 8 tommer diameter skruer ind i kammerhovedet. Stram boltene for at sikre, at kammeret er jævnt fastgjort, og brug en momentnøgle for at sikre en ensartet forsegling.
Sæt kammerholderklemmerne på plads, og hold klemmerne på plads med dyvelstifter. For at installere kammerets endeplade skal pladen bolteset til testbordet for at forhindre akselbevægelse af CRASH-P-testen under en antændelseshændelse. Tilslut derefter de dynamiske tryksensorkoaksialkabler til de dynamiske tryksensorer, før du sætter de elektriske båndvarmere i stikkontakterne, der tilsluttes temperaturregulatorerne.
Tænd temperatur kontrolpanel og temperaturstyring. Gå gennem menuerne for at sikre, at alt er i standardindstillingen. Sørg for, at indløbs- og udløbsledningerne er tilsluttet den dynamiske tryksignalbalstør, og tænd balsam.
Angiv temperaturværdierne på temperaturregulatoren efter behov for de 16 tidsintervaller ved hjælp af de første tre intervaller for at oprette en rampe og suge periode ved 50 grader Celsius i to timer. Angiv de resterende intervaller for at angive datapunkterne for testen for at opnå en lineær varmeprofil, der ikke ændrer hældningen under testen, og indstil den endelige temperatur til 350 grader Celsius. Tænd for den elektriske strøm til varmeapparaterne på kontrolkonsollen, og tænd temperaturregulatoren for at køre testen eksternt.
Indstil RSEN til på kontrolsiden for temperaturstyringen. Tryk derefter på hjælpeknappen for at ændre testtilstanden fra standby til kørsel for at starte opvarmningen af kammeret. Til dataindsamling skal du i dataopsamlingssystemsoftwaren indstille et område til indsamling af testdata for at gøre det muligt at måle trykket fra hovedkortet, der måler dynamisk tryk, og et andet for at muliggøre måling af temperaturerne af den termiske parforstærker.
Indstil systemet til at køre på en udløst suite mekanisme, således at efter en tærskel spænding er nået, trykprøvetagningshastigheden ændres fra en prøve i sekundet til 50.000 prøver i sekundet. Da dataindsamlingen ikke stopper af sig selv, skal du med jævne mellemrum kontrollere testen for temperatur eksoterm eller udløste trykresponser. Hvis der observeres et af reaktionerne, skal du manuelt stoppe optagelsen og slukke for varmeapparatet, videoen og temperaturregulatoren.
Ved eksperimentets afslutning skal temperatur- og trykdataene manuelt eksporteres til individuelle faneseparerede tekstfiler til en passende computer til deres downstream-analyse. Lad prøvekammeret køle af i mindst 12 timer, før det udluftning. Kammeret skilles forsigtigt ad for at frigøre eventuelle produktgasser fra den eksoterme reaktion.
Indfang eventuelle prøvebeholderfragmenter af prøveholderen, inden kammeret rengøres Her kan temperaturspor for den indvendige kammerluft og interne drivmiddeltemperatur, der er erhvervet af dataopsamlingssystemet, observeres. Mindre eksoterme reaktioner før tændingen blev målt sammen med den vigtigste exoterme reaktion. Dynamiske trykaflæsninger for reaktionen registreres typisk for de dynamiske trykmålere for, bag og bag.
Som de fleste laboratoriekogehændelser kan prøvebeholderens tilstand vurderes for skader efter reaktionen. En ganske stor grad af målt variation i reaktionsvolden i forskellige drivmiddelprøver observeres almindeligvis, hvilket gør det muligt at kvantificere volden og sammenligne for de forskellige reaktioner. Generelt udviser hurtigere trykreaktioner mere scatter eller støj i trykdataene, hvilket er i overensstemmelse med kammerets større svingning på grund af en mere voldelig reaktion.
Sørg for at placere termoelementerne på samme sted hver gang for en jævn og ensartet varmeprofil. Sørg også for at rengøre tryksensoroverfladerne for at reducere støjen i målingerne af reaktionsvold. Efter analysen skal du inspicere drivmiddelresterne og prøvebeholderen for det endelige kemiske produkt og kontrollere graden af skade på prøvebeholderen som følge af den langsomme kogningsreaktion.
Husk endelig, at visse raketbrændstofingredienser kan reagere meget anderledes end forventet, mens de opvarmes under begrænsede forhold. Tak, fordi du kiggede.
Vi præsenterer en protokol for en laboratorie-skala langsom cook-off test for fast raket drivmidler kaldet forbrændingshastighed analyse af en langsomt opvarmet drivmiddel (CRASH-P) test. Indelukkede raketbrændstofmidler opvarmes langsomt indtil autoignition, og både cook-off temperaturen og reaktionsvolden måles med dynamiske tryksensorer.
ABOUT JoVE
Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved